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PROJETO DE MICRO-RESERVAÇÃO BUSCANDO REGULARIDADE NAS
CONDIÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Aplicação no Loteamento Morel em Blumenau/SC.
Autores:
Artur Uliano
Pós-graduado em Engenharia Ambiental, FURB – Universidade Regional de
Blumenau.
Engenheiro Civil e de Segurança do Trabalho, UFSC – Universidade Federal
de Santa Catarina.
Servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 17 de abril de 1990 e hoje
ocupa o cargo de Diretor Técnico.
Marcelo Torresani (APRESENTADOR DO TRABALHO)
Engenheiro Civil, FURB – Universidade Regional de Blumenau.
Pós-graduando do curso de Gestão de Projetos na Construção Civil - Instituto
Catarinense de Pós-Graduação.
Servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 10 de março de 2001 e hoje
ocupa o cargo de Gerente de Projetos.
Cristovão Pereira Silva
Técnico em Saneamento - Escola Técnica Federal de Santa Catarina,
servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 13 de setembro de 1993 e hoje
ocupa o cargo de Coordenador de Serviços de Pitometria.
Endereço:
SAMAE – Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto
Departamento Técnico
Rua Bahia, 1530
Bairro: Salto
CEP 89031-001 – Blumenau / SC
E-mail: [email protected]
PROJETO DE MICRO-RESERVAÇÃO BUSCANDO REGULARIDADE NAS
CONDIÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
- Aplicação no Loteamento Morel em Blumenau/SC -
1. PALAVRAS-CHAVE
Regularidade no abastecimento, geoprocessamento, modelagem
matemática de redes, micro-reservação e baixo custo.
2. INTRODUÇÃO
A cidade de Blumenau apresenta características topográficas acidentadas
com grandes diferenças de cotas em pequenos trechos. Partes da região de
abastecimento têm consumidores em redes de distribuição alocadas em cotas
elevadas, necessitando de adequações de pressão com o arranjo da distribuição de
água para atendimento destas cotas, que implica em pressões de operação
superiores ou inferiores a norma ABNT NBR 12218.
3. OBJETIVOS GERAIS
O SAMAE através do seu Departamento Técnico desenvolve projetos de
pesquisa que buscam setorizar e regularizar o sistema de abastecimento de água.
Um exemplo de concepção de projeto bem sucedida, foi a utilização de redes de alta
e baixa pressões em algumas regiões caracterizadas por diferenças de cota de até
150 m. entre a rede principal e o ponto crítico de abastecimento. Porém, para estes
problemas de abastecimento serem solucionados, muitas vezes são necessários
altos investimento à curto prazo em novas redes de recalque, estações elevatórias
e/ou reservatórios de grande porte. Devido à escassez de recursos (em todas as
esferas) para a otimização de sistemas de abastecimento de água já existentes,
surgiu a necessidade de desenvolvermos concepções de projetos viáveis
técnicamente e financeiramente. Assim, embasados no Teorema de Bernoulli,
desenvolvemos este projeto de pesquisa que consiste no aproveitamento da energia
hidráulica do sistema nos períodos de menor consumo, para utilização desta energia
durante os períodos de alta demanda do sistema utilizando reservatórios de
pequeno e médio porte setorizados através da implantação de uma válvula de
retenção na rede de abastecimento.
3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Alguns objetivos específicos são apresentados a seguir:
• Minimizar problemas de desabastecimento de água a curto prazo e com baixo
custo;
• Manter a regularidade no abastecimento;
• Ressetorizar o sistema de abastecimento para padrões da ABNT NBR 12218;
• Minimizar a ocorrência de transientes hidráulicos;
4. DESENVOLVIMENTO
4.1 CARACTERIZAÇÃO DAS REGIÕES COM PROBLEMAS DE
DESABASTECIMENTO
Para caracterização das regiões da cidade que apresentam problemas de
desabastecimento, levantamos através de nossa equipe de cadastro técnico e
outros departamentos do SAMAE, as informações necessárias (cadastro técnico,
comercial, cartográfico) referentes a estas regiões e cadastrando-as e
disponibilizando-as de forma corporativa no sistema de GEOPROCESSAMENTO
(conforme esquema da Figura.1 em anexo).
Outra ferramenta utilizada no processo foi a modelagem matemática de
redes de abastecimento de água, pois através do modelo hidráulico calibrado e dos
cenários futuros, foi possível avaliar as condições hidráulicas das regiões abrangidas
pelo sistema ETA II e elaborar um planejamento de obras até o ano de 2024.
Salientamos que estes projetos de instalação de micro-reservação são implantados
em regiões que já possuem concepções e projetos preliminares de melhorias macro-
abrangentes do sistema de abastecimento, e que a necessidade de aplicação
decorre da falta de recursos financeiros para viabilização destas melhorias e da
situação crônica de desabastecimento destas pequenas regiões.
Com isso, além da caracterização destas regiões é possível acessar e
cruzar informações importantes que auxiliem nos processos de desenvolvimento de
concepções e de tomada de decisão.
4.2 DIAGNÓSTICO INICIAL
O local onde foi desenvolvido este trabalho conhecido como Loteamento
Morel, é caracterizado por comunidades pobres, de baixo poder aquisitiva e
tipicamente operária. O perfil das curvas de consumo destas regiões em Blumenau,
é caracterizado por demandas alocadas em períodos de alto consumo,
principalmente aos sábados. Estas demandas horo-sazonais, acarretam em
problemas de desabastecimento relacionados às demandas de pressão e vazão em
alguns pontos de consumo localizados em cotas elevadas e em pontos de final de
rede no período de maior demanda do sistema.
4.3 VALIDAÇÃO DO DIAGNÓSTICO INICIAL
Para validação do diagnóstico inicial, foram instalados logger’s de pressão
em pontos críticos do sistema para levantar as curvas características de pressão
Como se pode observar (em destaque da Figura. 2 em anexo) as curvas
apresentam queda significativa de pressão nos períodos de alto consumo, ficando
principalmente aos sábados, abaixo da pressão preconizada pela norma NBR 12218
de 10 m.c.a. Porém, nos períodos de baixa demanda do sistema (período
compreendido normalmente entre às 23:00 e 6:00 h.) as pressões chegam até 20
m.c.a. e diante da situação se estabelece o conceito hidráulico do projeto de
pesquisa.
4.4 CONCEITO HIDRÁULICO
Com o desenvolvimento do diagnóstico e conhecimento real da causa do
problema, podem-se ampliar os conceitos e informações necessárias ao
desenvolvimento da concepção do projeto. Assim, embasados no Teorema de
Bernoulli, estabelecemos o conceito do projeto de pesquisa que consiste no
armazenamento da energia hidráulica do sistema nos períodos de menor consumo,
utilizando-a como incremento da linha de energia durante os períodos de alta
demanda do sistema (conforme esquema da Figura. 3 em anexo). Para proporcionar
ao sistema de abastecimento este armazenamento, podem ser implantados
reservatórios de pequeno ou médio porte dependo da demanda de consumo da
região atendida, e a delimitação da área de abrangência é proporcionada através da
implantação de uma válvula de retenção na rede de abastecimento (conforme
esquema da Figura .4 em anexo).
5. APLICAÇÃO NO LOTEAMENTO MOREL
Esta região apresentava problemas de desabastecimento nos pontos de
cotas mais elevadas como mostra o hidrograma de pressões, nos períodos de maior
demanda do sistema principalmente aos sábados. E tal condição exigia soluções de
curto prazo e com baixo custo. Com o desenvolvimento das pesquisas, agregando à
otimização operacional o projeto de micro-reservação, foram estabelecidos outros
conceitos.
Para a aplicação do projeto no Loteamento Morel, foram necessários além
dos trabalhos já relatados de consistência cadastral, comercial e da caracterização
dos perfis de pressão do sistema de abastecimento da região, podendo assim, se
estabelecer alguns critérios para a implantação do projeto que são apresentados a
seguir:
A . O período em que o sistema apresenta condições de abastecer o
reservatório;
B . Períodos em que a região apresentava pressões não preconizadas pela
NBR 12218;
C . Caracterizar as pressões disponíveis para se estabelecer as cotas e
pontos de consumo que apresentavam problemas de abastecimento;
D. Determinação do ponto de instalação da Válvula de Retenção para
delimitação da área de abrangência do reservatório;
E. Levantamento das demanda dos pontos de consumo e cálculo do volume
necessário de reservação considerando o tempo de disponível para alimentação do
reservatório;
Assim, ficou concebida a utilização do projeto de micro-reservação
buscando regularidade nas condições de abastecimento de água da região,
delimitando-se a área de abrangência desta micro-reservação de acordo com
demanda teórica de consumo e com a pressão mínima disponível, através da
válvula de retenção (conforme esquema da Figura .5 em anexo).
6. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
Através da implantação do projeto de micro-reservação buscando melhoria
nas condições de abastecimento de água no loteamento Morel, constatou-se
regularidade no abastecimento através do incremento na linha de energia e
consequentemente nas pressões do sistema nos períodos de maior demanda, que
foi confirmada através do estudo de pressões (conforme esquema Figura. 6 em
anexo) posteriormente realizado e da diminuição considerável do índice de
reclamações de falta d´agua na região. Nos detalhes a seguir observam-se as
pressões disponíveis no ponto crítico de abastecimento do loteamento, antes e
depois da implantação do projeto e pode-se perceber o incremento das pressões
que eram próximas a zero e agora estão acima de 10 m.c.a. em todos os dias no
período de maior demanda.
Pressões no ponto crítico antes Pressões no ponto crítico depois
da implantação do projeto da implantação do projeto
Porém, além do acompanhamento das condições de abastecimento da
região, o Departamento Técnico indicou análise periódica dos parâmetros de
qualidade da água nestes reservatórios, pois eles representam locais passíveis de
contaminação.
Para a ressetorização e adequação das pressões com o arranjo da
distribuição de água para atendimento em cotas elevadas, foram utilizados os
parâmetros especificados na norma ABNT NBR 12218.
7. CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS
As ações descritas acima formam a concepção do projeto, onde a aplicação
de micro-reservação aliada à instalação de equipamentos especiais são utilizadas
para melhorar em curto prazo e com baixo custo as condições de abastecimento.
Muitas vezes, a utilização destas concepções de projetos localizados se faz
necessária devido à falta de recursos financeiros para melhoria das condições de
abastecimento dos sistemas já instalados.
Os projetos de micro-reservação já foram aplicados em outras 3 regiões com
êxito. Porém cada caso deve ser estudado e avaliado, pois determinadas ações
podem acarretar em problemas futuros relacionados à qualidade do produto e
serviços prestados aos clientes internos e externos. Existem encaminhamentos para
implantação de mais 5 sistemas de médio porte utilizando reservatórios metálicos de
100 m3, que dentre alguns aspectos positivos, apresentam a possibilidade de
relocação para outros sistemas a partir do momento que forem implantadas as
melhorias macro-abrangentes e definitivas. Este projeto atende soluções
emergentes, porém devem ser previstas implementações futuras e reflete a
tendência do Departamento Técnico do SAMAE - Blumenau em universalizar o
abastecimento de água com qualidade, regularidade e melhoria continua.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. NETTO, Azevedo - FERNANDEZ, Miguel F. y - ARAÚJO, Roberto de - ITO,
Acácio Eiji –“Manual de Hidráulica”. Editora Edgard Blücher Ltda –1998. São Paulo;
9. ANEXOS
Figura 1: Esquema do sistema de GEOPROCESSAMENTO.
Figura 2: Hidrograma de pressões antes da implantação do projeto.
Figura 3: Representação da linha energética e piezométrica característica
do sistema de abastecimento do Loteamento Morel.
R9
99 m.
LINHA DE CARGA
LINHA ENERGÉTICA
LINHA PIEZOMÉTRICA
LINHA ENERGÉTICA TEÒRICA PARA IMPLANTAÇÃO DA V.R.
PERFIL DA TUBULAÇÃO
PONTO DE INSTALAÇÃO DA VÁLVULA DE RETENÇÃO
Perda Carga
V22/2
P2+10 m.c.a.
V12/2g
P2
P1
Z1 Z2
A
B
PONTO A: macro-reservatório que atende a região
PONTO B: ponto crítico de abastecimento do loteamento
LINHA ENERGÉTICA APÓS A IMPLANTÇÃO DO PROJETO
Pressão mínima de abastecimento – NBR 12218
120 m.
Figura 4: Funcionamento Hidráulico do projeto.
Figura 5: Áreas de abrangência do abastecimento do projeto
delimitadas pela Válvula de Retenção.
Figura 6: Hidrograma de pressões após a implantação do projeto.
Pressão mínima de abastecimento – NBR 12218